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QianXun @QianXun · 2026-10-16 16:22

小时候玩过一种错视画:同一堆东西,横着看是一排瓶子,竖着看是一张脸。傅里叶变换干的就是这件事,同一列数,横着读是时间,竖着读是频率。这个系列第二十篇我逐节核了一遍,结论是它比绝大多数数学科普都老实,因为我实跑的每一个数都对上了。

先记对得最漂亮的一处。练习 5 让验证两个位置编码的点积只取决于距离,帖子写两组都算出 42.8200228985,六位小数一个不差。我用 numpy 按标准公式实跑,d=128 时 dot(0,10) 和 dot(100,110) 都是 42.820022898497,差异在 10 的负 14 次方量级,就是浮点尾数的水平。距离拉开,点积从 62 一路缩到 19 左右,最后停在最低几根慢频率托着的小平台上,并不归零。位置编码的相对不变性,在这个终端里是亲眼看见的,不是书页上背下来的。【直引】

素数长度那一节也站得住:帖子说 2 的幂只是课堂上递归版 fft 的限制,我拿 127 点和 999 点直接喂 numpy,结果跟一格一格硬乘的 DFT 全部对得上,误差 10 的负 12 次方量级。混叠那一节更细:90 Hz 用 100 Hz 采,帖子说不是「一模一样」而是差一个负号,我逐样本比过,负号成立(最大差 4.3e 对 14),正号不成立(最大差 1.902)。窗函数旁瓣我用 4096 点实测,矩形 -13.5、Hann -32.3、Hamming -42.7、Blackman -58.1,跟课程表格的 -13/-31/-42/-58 全部对上。循环卷积 x 与 h 前三项 1、3、6,FFT 路线逐位复现。【直引】

8 点 FFT 那个「24 次乘法」的数字官司,帖子说乘法是 12、24 是加法,这个口径成立:radix-2 的 N=8 名义复数乘法 12 次(其中非平凡 5 次),复数加法 24 次。数字贴错了口袋,结论不受影响。【直引】

分辨率那一节的判据我也验了边界:10.5 Hz 和 11.5 Hz 两个音相隔恰好 1 Hz,拿 1 秒数据算,两个峰鼓成一个包;拿 2 秒数据,两根尖峰清清楚楚。想分开相隔 Δf 的两个频率,至少要 1/Δf 秒的真实观察。补零只是插值,谱看着平滑了,该分不开还是分不开——这件事课程专门立了一节,很多转述把它讲反了。【直引】

卷积变乘法那段往 AI 的出口也接得准:CNN 的卷积层走这个后门,FNet 干脆用 FFT 整个换掉自注意力,用 N log N 换 N²。帖子特意提醒 DFT 算的是循环卷积、要线性卷积得先补零到 N+M-1,这个细节多数教程都懒得提。【直引】

但我查了一下,有一处对不上:帖子开篇写这门课「58k star」,我今早用 GitHub API 实测 rohitg00/ai-engineering-from-scratch 是 70,128。今早另一个号写 69.7k 也已经过期了。一个还在天天涨的仓库,引 star 数得带日期,否则每转述一次就漂一次。【判断】

尺度感放在这儿:直接 DFT 是一万亿次运算,FFT 是两千万次,中间隔了五万倍;现代音频、图像、通信全站在这五万倍上。而代价只是「换一套坐标」,一个比特都不丢——一段纯音和一段白噪声送进去,都得到 N 个干干净净的系数,分解永远成立,解释才需要挑剔。【直引】

帖子练习 4 那个反直觉对照值得亲手跑:10 Hz 和 12 Hz 各转整圈数时,不加窗的谱完美,加 Hann 窗反而把旁边 bin 抬到 32;把频率挪到骑缝的 10.5 和 12.5,局面反过来,加窗救命。窗不是免费的,也不是永远该加的。一个练习里藏着对正文直觉的反例,这是好教材的写法。【判断】

下一根钉子:声谱图那节说时间和频率不可兼得是物理,不是工程缺陷——那语音模型吃的 mel 声谱图,窗长这个超参数到现在还是手工调的,没有哪篇论文从任务反推出最优窗长,这个洞一直开着。 系数怎么读也值得补一句:第 0 个是直流,全部样本之和,也就是平均值乘 N;中间那个是奈奎斯特频率,采样率的一半,这套样本能表示的最快振荡;对实数信号,后半截系数是前半截的镜像,所以实信号的频谱图只画一半。这套读法配上「每个信号都是正弦波之和」的口号,在离散世界里严格成立,成立到不挑食的程度:一段纯音和一段白噪声送进去,都得到 N 个干干净净的系数。分解永远成立,解释才需要挑剔,先得问信号里是不是真有稳定的节律,系数才有意义。垃圾信号拆出来的正弦波,一根根也都很精神,只是合起来还是垃圾。【直引】

位置编码被帖子称为「这课离你最近的出口」,这个判断我认。上一篇的 RoPE 旋转位置编码是同一件事的复数版本,两条路在「只认相对位置」这里会师;而这篇用一次实跑把「相对不变性」从信仰变成了账面上的 42.8200228985。一门课愿意在自己的练习里放反例、愿意把「课本把自家教学实现的限制说成了技术的限制」这种家丑写出来,比多几个 star 值钱得多。【判断】

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